(57)【要約】【課題】排気管４０において、排気ガスの圧力損失の大幅な増大を抑えつつ、ガスと分離された水分を集合させるようにすることである。【解決手段】排気管４０の遠心力付与手段よりも下流側の内周面に突出板部５８を、内周面から突出する状態で設ける。突出板部５８は、断面略円弧形の曲面状であり、下流端部を塞ぎ部により塞ぐ。突出板部５８の凹側の下面と排気管４０の内周面とにより水分捕捉部６０を構成する。排気管４０の本体部７０の下流端寄りで、水分捕捉部６０の下流端に対応する位置に排液管７２を結合し、排液管７２の内側と水分捕捉部６０とを通じさせる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分を含む排気ガスに遠心力を付与する遠心力付与手段を備えた排気管であって、
遠心力付与手段よりも排気ガスの下流側に、内周面から突出し、排気ガスの流れ方向に連続した突出部を設けたことを特徴とする排気管。
【請求項２】
請求項１に記載の排気管において、排気ガスを排出する本体部と、本体部から分岐した水分取り出し管とを備え、突出部は、排気ガスの流れ方向に連続して設けて、突出部の側面と本体部の内周面とで囲まれた部分により水分捕捉部を構成しており、水分捕捉部の下流端部と水分取り出し管の内側とを通じさせていることを特徴とする排気管。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の排気管において、突出部の側面と本体部の内周面とで囲まれた部分により水分捕捉部を構成しており、排気ガスの旋回方向前側に、水分捕捉部の開口部を開口させていることを特徴とする排気管。
【請求項４】
請求項３に記載の排気管において、排気ガスの旋回方向前側に、突出部の下面を対向させていることを特徴とする排気管。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１に記載の排気管において、排気ガスの流れ方向中間部に屈曲部を設けており、屈曲部よりも下流側に突出部を設けたことを特徴とする排気管。
【請求項６】
請求項５に記載の排気管において、屈曲部よりも下流側において屈曲部の凸側および凹側のうち凸側に突出部を設けたことを特徴とする排気管。
【請求項７】
酸化ガスと燃料ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池と、燃料電池から排気ガスを大気中に排出する排気管とを備えた燃料電池システムであって、
排気管は、請求項１から請求項６のいずれか１に記載の排気管であることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項８】
請求項７に記載の燃料電池システムであって、
水分を含む排気ガスに遠心力を付与する遠心力付与手段よりも上流側に、燃料電池の酸化オフガスと、アノード側から排出される水とが合流する合流部を設けたことを特徴とする燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水分を含む排気ガスに遠心力を付与する遠心力付与手段を備えた排気管に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池スタックは、例えばアノード側電極、電解質膜およびカソード側電極から成る膜−電極アセンブリ（ＭＥＡ）とセパレータとを１組の燃料電池セルとして、これを複数組積層することにより構成している。すなわち、各燃料電池セルは、高分子イオン交換膜から成る電解質膜の一方の面にアノード側電極を、他方の面にカソード側電極を、それぞれ配置して、さらに両側にセパレータを設けることにより構成している。そして、このような燃料電池セルを複数組積層し、さらに集電板、絶縁板およびエンドプレートで狭持することにより、高電圧を発生する燃料電池スタックを構成する。
【０００３】
このような燃料電池では、アノード側電極に燃料ガス、例えば水素を含むガスを供給すると共に、カソード側電極に、酸化ガス、例えば空気を供給する。これにより、燃料ガスおよび酸化ガスが電池反応に供されて、起電力を発生し、カソード側電極では、水が生成される。また、カソード側電極に供給された酸化ガスは、酸化オフガスとなって燃料電池スタックから排気管を通じて大気中に放出される。酸化オフガスには水分が含まれるが、水分は排気管の下流端から、粒状の水滴となって間欠的に垂れ落ちる可能性があるため、見栄えの面から問題がある。
【０００４】
また、排気管の下流端寄りに設けた消音器に水分が入り込むと異音が発生する可能性があるという問題もある。また、水分を、排気ガスを排出する排気管の下流端から排出させないで別の部分に集めれば、加湿器等の水分を必要とする装置に送り込んで有効利用することもできる。
【０００５】
これに対して、従来から、特許文献１、特許文献２に記載されているように、排気管の内側に螺旋状の流路を形成するための遠心力付与手段を設けることが考えられている。例えば、特許文献２に記載された排気管の場合、内側に図１１に示すようなねじりリボン１０を設けることにより、遠心力付与手段を構成している。ねじりリボン１０は、ステンレス帯鋼等の金属帯鋼を、所定のピッチＰを有するようにねじり形成している。このようなねじりリボン１０を排気管の内側に設けることにより螺旋状流路１２を形成している。排気管の内部を流れる水分を含んだ酸化オフガスである、排気ガスはこの螺旋状流路１２を流れることにより、ガスよりも比重の大きい水分が遠心力の作用により径方向外側に振り飛ばされ、水分とガスとが分離される。分離された水分は、排気管を構成する内筒の複数個所に設けられた貫通孔を通じて外部に取り出され、内筒外側の外筒に設けられた排液口を通じて排出される。このような特許文献２に記載された遠心力付与手段を設けた排気管により、ガスと水分とを分離して取り出せる可能性はある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２９９８５３号公報
【特許文献２】特開２００５−１６０１８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ただし、特許文献２に記載された排気管の場合、内筒の複数個所に直径方向に貫通する貫通孔を設けており、貫通孔を通じて外部に水分を排出するようにしている。このため、内筒の壁面に付着した水分を、貫通孔を通じて外筒側に十分に排出することが難しく、排気管の下流端から水分が排気ガスにより押し出されて粒状の水滴となって垂れ落ちるのを十分に抑えることができない可能性がある。
【０００８】
また、特許文献１には、遠心力付与手段によりガスと分離された水分を集めてから取り出す水分取り出し手段の具体的構成は開示されていない。これに対して、従来から、水分をガスと分離して取り出すために、図１２に略示するような水分取り出し手段１４を採用することが考えられている。この水分取り出し手段１４は、遠心力付与手段よりも排気ガスの下流側に設けたものであり、排気管１６を構成する小径筒部１８の下流側端部に、直径が大きくなった大径筒部２０を結合すると共に、大径筒部２０の下流側端部に設けた端板部２２に挿通管２４を貫通させ、挿通管２４の下流端寄り部分を端板部２２から外側に突出させている。
【０００９】
また、大径筒部２０の下端部に直径方向外側に向かうように、中心軸に対し直交する方向に伸びた排液管２６を設けている。このような水分取り出し手段１４を備えた排気管１６によれば、水分を含んだ排気ガスを、遠心力付与手段に通過させた後、小径筒部１８から大径筒部２０に送り込むと、径方向外側に振り飛ばされた水分が大径筒部２０の底面に溜まり、その後、集合した液体として排液管２６を通じて、外部に排出できるか、または他の装置で利用できる可能性はある。また、大径筒部２０の径方向内側で下流側に押し出されたガスは挿通管２４を通じて大気中に排出できる可能性はある。
【００１０】
ただし、図１２に示した排気管１６においては、小径筒部１８と大径筒部２０との連続部で、断面積が急激に増大し、かつ、大径筒部２０の内側と挿通管２４の内側とにより構成されるガス流路の断面積が挿通管２４の上流端で急激に減少している。このため、排気ガスの圧力損失が大幅に増大する可能性がある。この圧力損失が大幅に増大する場合には、酸化ガスを燃料電池スタックに送り込むためのエアコンプレッサの出力を増大させる必要が生じて、燃費性能が大幅に悪化する可能性がある。
【００１１】
本発明の目的は、排気ガスの圧力損失の大幅な増大を抑えつつ、遠心力付与手段により径方向外側に送られ、ガスと分離された水分を集合させることができる排気管とこの排気管を備えた燃料電池システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る排気管は、水分を含む排気ガスに遠心力を付与する遠心力付与手段を備えた排気管であって、遠心力付与手段よりも排気ガスの下流側に、内周面から突出し、排気ガスの流れ方向に連続した突出部を設けたことを特徴とする排気管である。
【００１３】
また、好ましくは、排気ガスを排出する本体部と、本体部から分岐した水分取り出し管とを備え、突出部は、排気ガスの流れ方向に連続して設けて、突出部の側面と本体部の内周面とで囲まれた部分により水分捕捉部を構成し、水分捕捉部の下流端部と水分取り出し管の内側とを通じさせる。
【００１４】
また、好ましくは、突出部の側面と本体部の内周面とで囲まれた部分により水分捕捉部を構成し、排気ガスの旋回方向前側に、水分捕捉部の開口部を開口させる。
【００１５】
また、より好ましくは、排気ガスの旋回方向前側に、突出部の下面を対向させる。
【００１６】
また、好ましくは、排気ガスの流れ方向中間部に屈曲部を設け、屈曲部よりも下流側に突出部を設ける。
【００１７】
また、より好ましくは、屈曲部よりも下流側において屈曲部の凸側および凹側のうち凸側に突出部を設ける。
【００１８】
また、本発明に係る燃料電池システムは、酸化ガスと燃料ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池と、燃料電池から排気ガスを大気中に排出する排気管とを備えた燃料電池システムであって、排気管は、本発明に係る排気管であることを特徴とする燃料電池システムである。
【００１９】
また、本発明に係る燃料電池システムにおいて好ましくは、水分を含む排気ガスに遠心力を付与する遠心力付与手段よりも上流側に、燃料電池の酸化オフガスと、アノード側から排出される水とが合流する合流部を設ける。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る排気管および燃料電池システムによれば、突出部の側面と排気管の内周面とで囲まれた部分に、遠心力付与手段により径方向外側に送られ、ガスと分離された水分を、集合した液体として集めることができる。しかも、排気管の内側の断面積を急激に変化させずに済むため、排気ガスの圧力損失の大幅な増大を抑えることができる。また、突出部の側面の片側に存在する水分と他側に存在するガスとが突出部を介して隣接するため、ガスが高温である場合に水分の凍結を有効に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
［第１の発明の実施の形態］
以下において、図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。図１から図４は、第１の実施の形態を示している。本実施の形態に係る燃料電池システム２８は、自動車に搭載して使用するもので、図１に示すように、燃料電池スタック３０を有する。この燃料電池スタック３０は、複数の燃料電池セルを積層すると共に、燃料電池スタック３０の積層方向両端部に、集電板と、エンドプレートとを設けている。そして、複数の燃料電池セルと集電板とエンドプレートとをタイロッド、ナット等で締め付けている。
【００２２】
各燃料電池セルの詳細図は省略するが、例えば、電解質膜をアノード側電極とカソード側電極とにより狭持して成る膜−アセンブリと、その両側のセパレータとを備えたものとする。また、アノード側電極には水素を含むガスである燃料ガスを供給可能とし、カソード側電極には空気である酸化ガスを供給可能としている。そして、アノード側電極で触媒反応により発生した水素イオンを、電解質膜を介してカソード側電極まで移動させ、カソード側電極で酸素と電池化学反応を起こさせることにより、水を生成する。また、アノード側電極からカソード側電極へ集電板および外部回路を通じて電子を移動させることにより起電力を発生する。すなわち、複数の燃料電池セルを積層した燃料電池スタック３０は、酸化ガスと燃料ガスとの電気化学反応により発電する。
【００２３】
また、燃料電池システム２８の燃料ガス供給経路を構成するために、燃料電池スタック３０の燃料ガス入口３２に燃料ガス供給流路３４を接続している。燃料ガス供給流路３４の上流端には、燃料ガス供給装置である高圧水素タンク等の図示しない水素ガス供給装置を接続している。燃料ガス供給流路３４の途中に設けた図示しない燃料制御弁を開放することにより、水素ガス供給装置から燃料電池スタック３０への燃料ガスの送り込みを可能としている。また、燃料電池スタック３０の燃料オフガス出口３６に、燃料オフガス排出流路３８を接続している。この燃料オフガス排出流路３８の下流端は、後述する排気管４０の途中に設けた合流部である、希釈器４２に接続している。また、燃料オフガス排出流路３８の途中に設けた流量制御弁４４により、燃料オフガスの排出制御を行えるようにしている。
【００２４】
一方、燃料電池システム２８の酸化ガス供給経路を構成するために、燃料電池スタック３０の酸化ガス入口４６に酸化ガス供給流路４８を接続している。酸化ガス供給流路４８の上流端寄りには、エアコンプレッサ５０を設けている。エアコンプレッサ５０は、大気から送り込んだ空気である酸化ガスを圧縮して、酸化ガス供給流路４８を通じて燃料電池スタック３０内に供給する。また、燃料電池スタック３０の酸化オフガス出口５２に、酸化オフガスを排出するための排気管４０の上流端を接続している。この排気管４０の途中に、希釈器４２を設けている。希釈器４２は、排気管４０を流れる酸化オフガスと、燃料オフガス排出流路３８により送られ、希釈器４２内に滞留する燃料オフガスとを混合させ、燃料オフガスを希釈する。本実施の形態の場合、燃料電池の電気化学反応により生じた水の一部がカソード側だけでなく、アノード側にも生じて、燃料オフガス排出流路３８内にも水が流れる。また、排気管４０の希釈器４２よりも上流側に、圧力制御弁５４を設けている。圧力制御弁５４は、燃料電池スタック３０に送られる酸化ガスの供給圧力が、燃料電池スタック３０の運転状態に応じた適切な圧力値になるように制御される。
【００２５】
また、排気管４０の希釈器４２よりも下流側に遠心力付与手段５６を設けている。遠心力付与手段５６は、上記の図１１に示した特許文献２に記載された構造のように、ステンレス帯鋼等の金属帯鋼により螺旋状にねじり形成したねじりリボン１０（図１１参照）を、排気管４０の内側に設けるにより構成している。ただし、遠心力付与手段５６は、ねじりリボン１０により構成したものに限定するものではなく、排気管４０の内側に鋼板を円筒状に曲げ形成した円筒部材を設け、この円筒部材に形成した螺旋状切り欠きの片側を立て起こすことにより螺旋状の流路を形成したもの、または、排気管の内周面に直接螺旋状の壁部を形成することにより螺旋状の流路を形成したもの等でも良い。このように本発明において、遠心力付与手段５６は、排気管４０の内側を流れる排気ガスに遠心力を付与する機能を有するものであればいろいろな構造を採用できる。
【００２６】
また、本実施の形態の場合、排気管４０の途中で遠心力付与手段５６よりも排気ガスの下流側の内周面に、図３から図４に示すような、突出部である突出板部５８を、内周面から突出した状態で結合し、この突出板部５８により水分捕捉部６０を構成している。すなわち、本実施の形態の場合、図２に示すように、排気管４０の遠心力付与手段５６よりも下流側に第１の屈曲部６２を設け、排気管４０を車両の幅方向（図２の上下方向）に伸ばした後、第２の屈曲部６３により排気管４０を車両の前後方向（図２の左右方向）に伸ばしている。また、排気管４０の第２の屈曲部６３よりも下流側が、燃料タンク６４よりも車両の幅方向外側に外れた部分を通過するようにしている。
【００２７】
そして、排気管４０の長さ方向中間部で、第１の屈曲部６２の上流端付近から第２の屈曲部６３を過ぎた部分である、図２の点イから点ロに亘る範囲部分に、図３から図４に示すような、排気ガスの流れ方向に連続した突出板部５８を設けている。この突出板部５８は、排気管４０の内周面の円周方向一部から断面略円弧形の曲面状に突出するように、基端縁を結合したもので、凹側の面が下方に向くようにしている。また、突出板部５８の下流端部を塞ぎ部６６により塞いでいる。さらに、突出板部５８の下面と排気管４０の内周面とで囲まれる部分により、水分捕捉部６０を構成している。排気管４０を長さ方向に対し直交する方向に切断した場合の、水分捕捉部６０の断面積は、第２の屈曲部６３付近から下流端に向かうほど徐々に小さくすると共に、突出板部５８の円弧方向一端となる先端縁と排気管４０の内周面との間の開口６８を、第２の屈曲部６３付近から突出板部５８の下流端に向かうほど徐々に小さくし、塞ぎ部６６部分で突出板部５８の先端縁を排気管４０の内周面に結合して、袋状にしている。
【００２８】
さらに、排気管４０の本体部７０の下流端寄りで、突出板部５８の下流端部に対応する位置に、排液管７２の上流側端部を結合して、本体部７０から水分取り出し管である排液管７２を分岐させている。そして、この排液管７２の内側と水分捕捉部６０の下流端とを、本体部７０の壁部に形成した貫通孔７４を介して通じさせている。排液管７２の下流端寄り部分は、車両の幅方向に関して本体部７０よりも燃料タンク６４（図２）側の部分から、本体部７０の下方または上方を通過するように、車両の幅方向外側に伸びており、排液管７２の下流端開口を車両の幅方向外側に向けている。
【００２９】
一方、排気管４０の上流端寄りに設けた遠心力付与手段５６（図１，２）は、排気管４０の内部を流れる水分を含む排気ガスに、図３（ａ）に矢印で示す方向に、旋回力を与える。これに伴って、本実施の形態の場合には、排気ガスの旋回方向前側に、水分捕捉部６０の開口６８を開口させている。また、排気管４０の第１の屈曲部６２（図２，４）よりも下流側において、第１の屈曲部６２の凸側および凹側のうち凸側である、水平方向片半部（図３（ａ）から図３（ｃ）の右半部）に突出板部５８および水分捕捉部６０を設け、水分捕捉部６０において、第１の屈曲部６２の凹側（図３（ａ）から図３（ｃ）の左側）に開口６８を開口させている。
【００３０】
上述のように本実施の形態の排気管およびこの排気管を備えた燃料電池システムの場合、排気管４０において遠心力付与手段５６よりも排気ガスの下流側に、内周面から突出し、排気ガスの流れ方向、すなわち、排気管４０の長さ方向に連続した突出板部５８を設けている。このため、突出板部５８の側面と排気管４０の内周面とで囲まれた部分により構成する水分捕捉部６０に、遠心力付与手段５６により径方向外側に送られ、ガスと分離された水分７６（図３）を、集合した液体として集めることができる。しかも、排気管４０の内側の断面積を急激に変化させずに済むため、排気ガスの圧力損失の大幅な増大を抑えることができ、燃料電池システム２８の燃費性能の向上を図れる。また、突出板部５８の側面の片側に存在する水分と他側に存在するガスとが突出板部５８を介して隣接するため、ガスが高温である場合に水分の凍結を有効に防止できる。
【００３１】
また、本実施の形態の排気管の場合、本体部７０と、本体部７０から分岐した排液管７２とを備え、突出板部５８を、排気ガスの流れ方向に連続して設けると共に、突出板部５８の側面と本体部７０の内周面とで囲まれた部分により水分捕捉部６０を構成している。また、水分捕捉部６０の下流端部を排液管７２の内側に通じさせている。このため、水分捕捉部６０で集められた水分を、排液管７２を通じて、排気管４０の本体部７０とは別の部分から外部に排出できる。したがって、本体部７０の下流端から粒状の水滴が間欠的に垂れ落ちるのを十分に抑えることができる。
【００３２】
また、排気ガスの旋回方向前側に、水分捕捉部６０の開口６８を開口させているため、遠心力付与手段５６により排気ガスに与える旋回力を小さくしても、水分７６を水分捕捉部６０に容易に集めることができる。また、排気ガスの旋回方向前側に、突出板部５８の下面を対向させているため、水分７６を本体部７０の内周面側に集めやすくなり、水分７６を本体部７０の外部に、より容易に取り出すことができる。
【００３３】
さらに、遠心力付与手段５６および水分捕捉部６０よりも上流側に、合流部である希釈器４２（図１，２）を設けているため、遠心力付与手段５６の下流側に希釈器４２を設ける場合と異なり、希釈器４２の出口から排気管４０の下流端までの排気管４０の長さを十分に大きくできる。したがって、希釈器４２を出た直後の排気ガスの水素濃度が不均一で、一部の水素濃度が高くなる場合でも、排気ガスが排気管４０内を流れる間に水素濃度の濃い部分と薄い部分とを十分に混合させやすくなり、排気管４０の下流端から排出される排気ガスの一部の水素濃度が高いままとなることを、有効に防止できる。また、希釈器４２として希釈能力の高い大型のものを使用せずに済むため、排気管４０全体の重量の低減を図れる。また、希釈器４２では、燃料電池スタック３０のカソード側から排出される酸化オフガスおよび水と、アノード側から排出される燃料オフガスおよび水とが合流する。このため、燃料オフガス排出流路３８を排気管４０に接続させないで、合流部を設けない構造の場合と異なり、カソード側だけでなくアノード側に生じた水も、遠心力付与手段５６および水分捕捉部６０でガスと分離して排出できる。このことから明らかなように、合流部としては、希釈器４２以外でも、単に酸化オフガス出口に接続した排気管の一部に燃料オフガス排出流路の下流端を接続して、排気管の上流側を流れる流体と燃料オフガス排出流路を流れる流体とが合流するものであればよい。
【００３４】
また、排気管４０において、排気ガスの流れ方向中間部に第１の屈曲部６２を設けると共に、第１の屈曲部６２よりも下流側において第１の屈曲部６２の凸側および凹側のうち凸側に突出板部５８を設けているため、水分を含む排気ガスが第１の屈曲部６２を通過する際に、水分に凸側に向いた大きな慣性力を付与することができる。このため、突出板部５８の内側に設けた水分捕捉部６０に、ガスと分離した水分７６をより集めやすくできる。
【００３５】
このように本発明の構成を採用することにより、排気管４０において、遠心力付与手段５６の下流側に屈曲部を設けた場合でも、水分７６をガスと分離して集めやすくでき、排気管４０の遠心力付与手段５６よりも下流側部分を直線形状にする必要がなくなる。このため、排気管４０の形状および配置の自由度を上げることができる。これに対して、上記の図１２に示した従来から考えられている水分取り出し手段１４を備えた排気管１６の場合には、遠心力付与手段の下流側で、水分取り出し手段１４の上流側に屈曲部が存在すると、遠心力付与手段により排気管１６の径方向外側に送られた水分７６とガスとの分離効果が低下する可能性がある。また、水分取り出し手段１４を設けた部分に屈曲部を設けることが困難になる。本実施の形態によれば、このような不都合をいずれもなくせる。
【００３６】
なお、本実施の形態の場合には、排気ガス中の水分７６（図３）をガスと分離して液状に集合させたものを、水分取り出し管である排液管７２を通じて大気中に放出するようにしている。ただし、本発明に係る水分取り出し管は、このような排液管７２に限定するものではなく、水分捕捉部６０で集合させた液状の水分７６を取り出して、回収タンク等の回収部に送る構成としてもよい。この場合、回収部で集めた水分は、加湿器等、水分７６を必要とする他の装置に送り込んで利用することもできる。
【００３７】
［第２の発明の実施の形態］
次に、図５は、第２の発明の実施の形態を示している。本実施の形態の場合には、上記の第１の発明の実施の形態において、突出板部５８ａの断面形状を、凸側の面が排気管４０の下方に向くようにしている。そして、突出板部５８ａの凸側の面と排気管４０の内周面とで囲まれた部分により、水分捕捉部６０を構成している。
その他の構成および作用については、上記の第１の実施の形態の場合と同様である。
【００３８】
［第３の発明の実施の形態］
次に、図６から図７は、第３の発明の実施の形態を示している。本実施の形態の場合には、上記の図１から図４に示した第１の実施の形態において、排気管４０の第１の屈曲部６２よりも下流側において、第１の屈曲部６２の凸側および凹側のうち凹側である、水平方向他半部（図６の左半部）に突出板部５８ｂを設けている。そして、突出板部５８ｂの下面である凹側の面と排気管４０の内周面とで囲まれた部分により、水分捕捉部６０を構成している。このため、水分捕捉部６０は、上記の各実施の形態の場合と異なり、排気管４０の水平方向他半部側に設けられる。これに伴って、本実施の形態の場合には、排液管７２の上流端を、本体部７０よりも燃料タンク６４と反対側部分に結合し、屈曲部７９よりも下流端寄りが車両の幅方向外側に伸びるようにしている。
【００３９】
また、本実施の形態の場合には、遠心力付与手段５６により、排気管４０の内部を流れる水分７６を含む排気ガスに、図６に矢印で示す方向に旋回力を与えており、排気ガスの旋回方向前側に水分捕捉部６０の開口６８を開口させている。
その他の構成および作用については、上記の第１の実施の形態の場合と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。
【００４０】
［第４の発明の実施の形態］
次に、図８は、第４の発明の実施の形態を示している。本実施の形態の場合には、上記の図６から図７に示した第３の実施の形態において、突出板部５８ｃの凹側の面が上方に向くようにしている。また、突出板部５８ｃの上面と排気管４０の内周面とで囲まれる部分により水分捕捉部６０を構成している。排液管７２（図４、７等参照）の上流端部は、本体部７０において、水分捕捉部６０の下流端に対応する位置に結合し、水分捕捉部６０と排液管７２の内側とを通じさせている。
【００４１】
このような本実施の形態の場合には、排気ガスの旋回方向前側に突出板部５８ｃの上面が対向するため、上記の各実施の形態の場合よりは、本体部７０外への水分の取り出し効果が低下する可能性はある。ただし、本実施の形態の場合も、排気ガスの圧力損失の大幅な増大を抑えつつ、ガスと分離した水分を集めることができる効果は得られる。
その他の構成および作用については、上記の第３の実施の形態の場合と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。
【００４２】
［第５の発明の実施の形態］
次に、図９は、第５の発明の実施の形態を示している。本実施の形態の場合には、排気管４０の第１の屈曲部６２を、燃料タンク６４の車両の前後方向後端（図９の右端）近くに設けることにより、遠心力付与手段５６から第１の屈曲部６２までに存在する排気管４０の直線部７８を長くしている。そして、直線部７８の図９にＨで示す範囲において、排気管４０の内側に、突出板部５８（図３，４参照）を設け、突出板部５８の下面と排気管４０の内周面とで囲まれた部分により水分捕捉部６０（図３，４参照）を構成している。また、水分捕捉部６０の下流端に通じるように、排気管４０に接続した排液管７２を、車両の幅方向に関して本体部７０の下流端寄りとは反対側（図９の下側）に伸びるようにしている。
その他の構成および作用については、上記の第１の実施の形態の場合と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。
【００４３】
なお、排気管４０の本体部７０の下流端寄りおよび排液管７２の下流端寄りの位置関係は、いろいろな位置関係とすることができる。例えば、図１０に示すように、車両の後輪側のディファレンシャルギヤケース８０の下側を小径の排液管７２が通過するようにし、車両の幅方向に関して排液管７２よりも外側の比較的広い空間部分を大径の本体部７０が通過するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】第１の発明の実施の形態の燃料電池システムの基本構成を示す図である。
【図２】同じく燃料電池システムを自動車に搭載した場合の排気管の基本構成を示す図である。
【図３】（ａ）は図２のＡ−Ａ断面図で、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ断面図で、（ｃ）は図２のＣ−Ｃ断面図で、（ｄ）は図２のＤ−Ｄ断面図である。
【図４】図２のＥ部における、図３のＦ−Ｆ断面相当図である。
【図５】第２の発明の実施の形態における、図３（ａ）に相当する図である。
【図６】第３の発明の実施の形態における、図３（ａ）に相当する図である。
【図７】同じく図２に相当する図である。
【図８】第４の発明の実施の形態における、図３（ａ）に相当する図である。
【図９】第５の発明の実施の形態における、図２に相当する図である。
【図１０】本発明の別の実施の形態における、自動車の後輪側のディファレンシャルギヤケースと排気管の本体部および排液管との関係を説明するための略図である。
【図１１】従来構造の１例の排気管に設ける遠心力付与手段を構成するねじりリボンを示す図である。
【図１２】従来構造の別例の排気管を構成する水分取り出し手段を示す略図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０  ねじりリボン、１２  螺旋状流路、１４  水分取り出し手段、１６  排気管、１８  小径筒部、２０  大径筒部、２２  端板部、２４  挿通管、２６  排液管、２８  燃料電池システム、３０  燃料電池スタック、３２  燃料ガス入口、３４  燃料ガス供給流路、３６  燃料オフガス出口、３８  燃料オフガス排出流路、４０  排気管、４２  希釈器、４４  流量制御弁、４６  酸化ガス入口、４８  酸化ガス供給流路、５０  エアコンプレッサ、５２  酸化オフガス出口、５４  圧力制御弁、５６  遠心力付与手段、５８，５８ａ、５８ｂ、５８ｃ  突出板部、６０  水分捕捉部、６２  第１の屈曲部、６３  第２の屈曲部、６４  燃料タンク、６６  塞ぎ部、６８  開口、７０  本体部、７２  排液管、７４  貫通孔、７６  水分、７８  直線部、７９  屈曲部、８０  ディファレンシャルギヤケース。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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